持続型固－液共存状態での放電プラズマ焼結法（SPS）による成形という新しいプロセシング技術を考案しダイヤ体積分率50％において52W/mK の高熱伝導率を有するダイヤモンド粒子分散型Al基複合材料を作製することに成功した。また、ダイヤモンド粉末にバイモーダルな粒度分布を与えることにより、Al-70vol.%ダイヤモンド複合材料量において、578W/mKの高熱伝導率と6.7ppmの低熱膨張係数を両立した。さらに、本材料の熱伝導率は異方性が無く、3次元に均一な放熱性を有することも大きな特徴である。 Pressure Graphite punch Pulsed current 800 Thermal conductivity, λ /(W/mK) Graphite die Graphite die Diamond particle K-type thermocouple Al particle Al alloy particle Graphite punch Pressure Diamond particle dispersed Al 700 552W/mK 100% 90% 503W/mK 600 80% 500 70% 400 300 100% 90% 80% 70% Experimental 200 100 matrix composite 0 K-type thermocouple 20 30 40 50 60 Volume fraction of diamond, V f(vol.%) 固-液共存状態でのSPS成形 Al-50vol.％ダイヤモンドで552W/mKの熱伝導率理論値の95％以上 1200 25 Experimental(Bimodal) Thermal conductivity, λ /(W/mK) 1000 100% 90% 80% 800 70% 60% 581W/mK 503W/mK 600 528W/mK 578W/mK 400 552W/mK 530W/mK 200 Coefficient of thermal expansion, α(×10-6) Experimental(Monomodal) Turnerα KernerLα KernerUα 20 Expermental(Monomodal) Expermental(Bimodal) 12.5ppm 15 10.4ppm 9.2ppm 10 6.7ppm 5 0 0 30 45 60 75 Volume fraction of diamond, Vf(%) バイモーダル化によりダイヤモンド粒子体積分率45～70％で500Ｗ/ｍＫ超の熱伝導率 0 20 40 60 80 100 Volume fraction of diamond, Vf (%) Aｌ-70vol.％ダイヤモンド複合材料で、6.7ppmの低熱膨張係数